多孔陶瓷的導電相擔載與電磁性能研究.pdf

1、多孔陶瓷在航空、軍事、能源、化工、冶金、環(huán)保等許多領域具有重要意義。在多孔陶瓷中擔載導電、磁性等功能體，可賦予其新的功能特性，對于探索負介電常數、負磁導率具有重大理論意義，在軍用大功率微波管衰減體等結構功能一體化材料領域具有重要應用背景。
　　本文以耐高溫、耐老化、化學穩(wěn)定性優(yōu)異的氧化鋁陶瓷和亞鐵磁性的釔鐵石榴石陶瓷為載體，利用浸漬法在多孔陶瓷中擔載導電相，制備了含導電相的陶瓷基復合材料。通過改變基體類別、導電相種類、組分和微觀形

2、貌對負介電常數和負磁導率進行調控。利用XRD、SEM、VSM、HP4991阻抗分析儀對復合材料進行測試分析，結合逾滲現象、等效電路、自由電子模型等理論研究了影響復合材料電磁行為的因素，在特定的頻段實現了負介電常數和負磁導率。
　　以多孔氧化鋁陶瓷為基體成功制備了Co/Al2O3、 C/Al2O3復合材料。在Co/Al2O3復合材料中，隨著鈷含量的增加，三維金屬鈷網絡逐漸形成并均勻分布在氧化鋁陶瓷的孔壁上，在逾滲閾值附近復合材料的電

3、磁性能發(fā)生突變。高于逾滲閾值的樣品，由于等效電感的出現導致負介電。而負磁導率的產生是由于金屬鈷網絡的渦流共振以及磁共振引起。用化學方法處理Co/Al2O3復合材料，可以使原來顆粒狀鈷變?yōu)榈途S片狀結構，鈷網絡的破壞使負介電現象消失，說明三維鈷網絡的形成對負介電和負磁導率是至關重要的;在C/Al2O3復合材料中，蔗糖碳化后在多孔氧化鋁孔壁上形成一層碳的膜狀結構，隨著碳含量的增加膜連續(xù)性增強且變厚，從而在高頻電磁場下導電通路增多。當碳含量為1

4、4 wt％時，由于等離子體共振介電常數全部為負值，磁導率表現出抗磁性。
　　以多孔釔鐵石榴石陶瓷為基體成功制備了Co/YIG、C/YIG復合材料。在Co/YIG中，隨著鈷含量的增加，鈷由顆粒狀逐漸連接為三維網絡狀均勻分布在YIG孔壁上。鈷含量為35 wt％時，Co/YIG復合材料在575 M-1 G頻段內出現雙負性質。其負介電出現機理與Co/Al2O3類似，而負磁導率是由于基體的疇壁共振、磁旋共振等以及三維導電網絡的渦流共振引起的